VIL

Een industriële techniek met groot potentieel – en enkele valkuilen
Additive metal manufacturingtechnologie kan een motor zijn voor Industrie 4.0 in diverse sectoren: van luchtvaart en energie tot automotive en medisch materiaal. Powder bed 3D printers smelten metaal door middel van krachtige lasers, die lichte en complexe voorwerpen, onderdelen en gereedschappen creëren met minder materiaal. 

De productiviteit van deze productiemethode en de specifieke kwaliteitslimieten van additive metal manufacturing blijven evenwel uitdagingen in de concurrentie met metaalbewerkingstechnieken. De voornaamste kwaliteitslimieten worden veroorzaakt door buitensporige pororisteit en metaalspatten en -barsten. De productiviteit wordt beperkt door een gebrek aan realtime controleloops om schroot te voorkomen, en door de tijd die nodig is om printparameters in te stellen om varianten of nieuw materiaal te printen. 

Visuele eigenschappen aan productdefecten koppelen

Deze kwaliteitsuitdagingen vereisen een snel visueel systeem dat geïntegreerd is in het additive manufacturingproces. Het moet in staat zijn om de dynamiek van de melt pool en zijn omgeving nauwkeuring te meten. Daarenboven zijn voorspellingsmodellen nodig om: 

• tijdens de productie de correlatie te maken tussen visuele eigenschappen van het product en visuele defecten in het eindproduct;
• een adaptieve leerstrategie mogelijk te maken om kwaliteitsmonitoring en -controle te verbeteren. 

Een controlesysteem dat het printproces zelfoptimaliseert

Het VIL-consortium bestaat uit 3D-printbedrijven, systeemintegratoren en experten in systeemcontrole, beeld- en videoverwerking, printmodellering en X-raygebaseerde industriële kwaliteitsinspectie. Ze zullen een ‘vision-in-the-loop’-systeem ontwikkelen dat het additive manufacturingproces in realtime kan monitoren en controleren. Het systeem bevat o.a.: 

• beeldvorming van hoge snelheid en resolutie om de melt pool en zijn omgeving te monitoren en defecten te detecteren; 
• een GPU acceleratieplatform dat een videostream met hoge datasnelheid ondersteunt;
• algoritmen die visuele eigenschappen analyseren in moeilijke omstandigheden, en voorspellingsmodellen die deze eigenschappen aan defecten in het product koppelen;
• controlealgoritmen gebaseerd op voorspellingsmodellen en simulaties, die het printproces optimaliseren. 

Hogere productiviteit, minder afval, hogere nauwkeurigheid

De oplossing ontwikkeld door VIL zal niet enkel het afval verminderen bij additive manufacturing en de productietijd verkorten, maar ook de nauwkeurigheid van geprinte producten verbeteren. Daarnaast zal de oplossing de eindgebruiker toelaten om de productkwaliteit te automatiseren en te verbeteren, en waardevolle inzichten te verkrijgen dankzij procescontrole.

“Het Vision-in-the-Loop project zal de printkwaliteit verbeteren, het afval verminderen en de kost van additive metal manufacturing verlagen door AI te gebruiken om de melt pool, het product en het printproces in realtime te monitoren en te controleren.” 

Video